Sistema Ácido Carbônico-Bicarbonato-Carbonato.

O sistema tampão mais importante em águas naturais é o sistema ácido carbônico-bicarbonato-carbonato.

* Ácido carbônico ($H_2CO_3$) é um ácido fraco que se forma quando o dióxido de carbono ($CO_2$) se dissolve na água.
* Bicarbonato ($HCO_3^-$) é a base conjugada do ácido carbônico.
* Carbonato ($CO_3^{2-}$) é a base conjugada do bicarbonato.

As reações de equilíbrio entre essas três espécies podem ser representadas da seguinte forma:

$$CO_2_{(g)} + H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_2CO_{3(aq)}$$

$$H_2CO_{3(aq)} \rightleftharpoons H^+_{(aq)} + HCO_{3(aq)}^-{}$$

$$HCO_{3(aq)}^- \rightleftharpoons H^+_{(aq)} + CO_{3(aq)}^{2-}$$

As concentrações relativas destas três espécies dependem do pH da água. Em pH baixo, a concentração de ácido carbônico é mais alta, enquanto em pH alto, a concentração de carbonato é mais alta. O bicarbonato é a espécie dominante em um pH em torno de 8,3, que é o pH médio das águas naturais.

O sistema ácido carbônico-bicarbonato-carbonato atua como um tampão em águas naturais porque pode reagir com ácidos e bases para manter um pH relativamente constante.

* Quando um ácido é adicionado a uma água natural, os íons bicarbonato e carbonato reagem com os íons hidrogênio para formar ácido carbônico, reduzindo assim a acidez da água.
* Quando uma base é adicionada a uma água natural, o ácido carbônico reage com os íons hidróxido para formar íons bicarbonato e carbonato, reduzindo assim a basicidade da água.